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1、 第一章 绪论【1】摄影测量学：利用光学摄影机获取的像片，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科【2】摄影测量分类：（1）按距离远近：航天摄影测量，航空，地面，近景，显微（2）按用途：地形，非地形（3）按处理手段：模拟，解析，数字。【3】摄影测量特点：无需接触物体本身获得被摄物体信息，由二维影象重建三维目标，面采集数据方式，同时提取物体的几何与物理特性 【4】发展趋势：传感器平台的多样化，无人机发展。从对控制点的高度依赖走向无需地面控制点的摄影测量作业模式。新型传感器的发展有望取代传统的胶片型传感器。摄影测量软件平台的并行化与自能化。多传感器的有效集成。【5】影像
2、数字化：用高精度影像数字化仪（扫描仪）将像片（负片或正片）转化为数字影像【6】（1）单像量测：特征提取与定位及交互量测（2）双像量测：影像匹配及交互立体量测（3）多像量测：多影像间的匹配及交互多影像量测 【7】发展三阶段：（1）模拟摄影测量：用光学或机械投影的方法模拟摄影成像过程，用多个投影器恢复航摄仪位置和姿态，通过几何反转建立与实际地形表面成比例的几何模型，通过对几何模型的量测得到地形图和各种专题图件（2）解析摄影测量：以计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式在建立像点坐标与物点坐标间的几何关系，而研究并确定被摄物体的形状，大小，位置，性质及相互关系，并提供各种摄影
3、测量产品（3）数字摄影测量：基于摄影测量的基本原理，用计算机技术，数字图像处理，影像匹配，模式识别等多学科的理论和方法，从影像中提取所摄物体以数字方式表达的几何与物理信息。第二章 单幅影像解析基础【1】空中摄影：用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直。【2】航空摄影：利用安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面进行摄影【3】（1）航摄仪焦距：物镜节点到焦点的距离（2）像片主距：物镜后节点到像平面的距离（3）像场：物镜焦面上中央成像清晰的范围（4）像场角：像场直径对物镜后节点的夹角 【4】摄影比例尺：把摄影像片当做水平像片，地面取平均高程，这时候像片上的线段 l 和地面上相
4、应线段的水平距 L 之比。1/m=l/L=f/H【5】（1）航高：摄影机物镜相对于某一基准面的高度。（2）相对航高：摄影机物镜相对于某一基准面的高度，即摄影航高（3）绝对航高：相对于平均海平面的航高，摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。【6】航向弯曲：把一条航线的航摄像片据地物影像拼接，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线。航带弯曲度：航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数。【7】航向重叠度大于 60%，旁向大于 30%【8】像片旋转角：相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角称为像片的旋偏角。用表示。【9】地形图特点：（1）图上任两点间距离与相应地面点
5、的水平距离之比为一常数，等于比例尺（2）图上任一点引画的两条方向线间的夹角等于地面上对应的水平角【10】地形图和航摄像片比较：（1）比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺（2）表示方法：地图为线划图，航片为影像图（3）表示内容：地图需要综合取舍（4）几何差异：航摄像片可组成像对立体观察（5）航摄像片为中心投影，地形图为正射投影【11】投影方式：（1）中心投影：投影射线会聚于一点（2）平行投影：投影射线都平行与某一固定方向（3）斜投影：投影射线与投影平面斜交（4）正射投影：投影射线与投影平面正交【12】透视变换：将空间点、线作中心投影，在投影平面 P 上得到一一对应的点、线，这种经中心投影取
6、得的一一对应的投影关系称为透视变换 【13】透视变换的特性：（1）同素性：几何元素的种类不发生变化（2）互换性：像与物互为投影（3）结合性：直线的交点投影仍为直线的交点【14】（1）迹线：两透视平面的交线，也叫透视轴（2）像主点：由投影中心作像片平面的垂线，交像平面于 O 点（3）地主点：像主点在地面上的对应点 O（4）像底点：摄影中心作铅垂线交像平面于点 n（5）地底点：铅垂线交地面与点 N（6）主垂面：过铅垂线 SnN 和摄影方向 SoO 的铅垂面 W（7）主纵线：主垂面 W 和像平面的交线（8）摄影方向线：主垂面 W 和地平面的交线（9）合点：过 S 作地平面上一直线平行线，和像平面交点
7、称合点；合点是地平面上所有平行线组无穷远点的中心投影。（10）合面或真水平面：过投影中心 S 作一水平面平行于地面（11）合线或真水平线：合面和像平面的交线，地面 E 上任何平行线组合点都落在真水平线上。（12）主合点：合线和主纵轴的交点 i。是地面上一组平行于摄影方向线 VV 直线的无穷远点的构象。（13）像水平线：过像片内任何像点作平行于合线的平行线 hh（14）等比线：过像片上等角点 c 的像水平线（15）主遁点：过摄影中心在主垂面内作像平面的平行线，与地面 E 交点 【15】底点特性：把像片作为投影平面时，像底点应为空间铅垂线组的合点。【16】等角点特性：当地面水平，取等角点 c 和
8、C 为辐射中心，在像平面和地平面上向任意一对透视对应点所引绘的方向，与相应的对应起始线间的夹角相等。在倾斜的航摄像片上和水平地面上，由等角点 c 和 C 所引出的一对透视对应线无方向偏差。据这个特性，可在倾斜航摄像片上以等角点 c 为角顶量出某一角度，代替在地面以点 C 为测站实地量测的水平角。【17】等比线的特性：等比线的构象比例尺等于水平像片的摄影比例尺 f/H，不受像片倾斜的影响。等比线上像点位移为 0，主纵线上像点位移的绝对值最大。等比线将影像分为上下两部分，上半部分影像线段长度短于水平像片相应线段长度，影像比例尺小于等比线影像比例尺；下半部分影像线段长度长于水平像片相应线段长度，影像
9、比例尺大于等比线影像比例尺 【18】像平面坐标系：影像平面内的直角坐标系，表像点在像平面上的位置。原点为像主点。x 和 y 轴与框标坐标系的方向相同。z 轴方向和 So 的连线一致。【19】像空间坐标系：原点位于摄影中心 S，x 轴和 y 轴和 z 轴和像平面坐标系的方向一致。【20】像空间辅助坐标系：原点位于 S，Z 轴为铅垂方向，航向方向为 X 轴，这样有利于改正沿航线方向累计的系统误差。【21】摄影测量坐标系：地面上某点 A 为坐标原点，其他坐标轴和像空间辅助坐标系一致。【22】物空间坐标系：地面测量坐标系（大地坐标系），左手坐标系，以上均右手坐标系。【23】内方位元素：确定摄影机的镜头
10、中心相对于影像位置关系的参数，包括 f，x0，y0【24】外方位元素：确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。三个线方位元素：Xs，Ys，Zs，描述摄影中心 S 相对于物方空间坐标系的位置。三个角元素，。表示摄影光束空间姿态【25】转角系统作用：（1）恢复摄影光束在摄影时刻的空中姿态，单张像片的纠正。【26】正交变换：一坐标系按三个角元素顺次绕坐标轴旋转即可变换为另一个同原点的坐标系【27】正变换：大地测量坐标系转化成地面摄影测量坐标系的变换【28】将地物点在摄影测量坐标系中的模型坐标转化成地面摄影测量坐标，需 2 平高+1 高程 【29】共线方程：表达了摄影中心，像点，对应物点在
11、通一条直线的几何关系。【30】共线方程的应用：（1）单像空间后方交会和多像空间前方交会（2）解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型（3）构成数字投影的基础（4）计算模拟影像数据（5）用 DEM与共线方程制作正射影像（6）用 DEM 与共线方程进行单幅影像测图 【31】像点位移：一地面点在地面水平的水平像片上的构像与地面有起伏时或倾斜像片上构像的点位不一样，这种差异称为像点位移 【32】方向偏差：从航摄像片上某点作出的方向线与地面对应点所画出的方向线的方位角不相等，这种差异称之为方向偏差【33】影像内定向：传统摄影测量中，将影像架坐标变换为以影像上像主点为原点的像坐标系中的坐标；当代摄影测量
12、中，将扫描坐标系转换到像坐标，都称为影像内定向。【34】内定向方法：借助影像的框标来解决，位于影像四边中央的为机械框标，位于影像四角的为光学框标。若用线性正形变换，仅需量测 3 个框标，若用放射变换公式，则需量测 4 个框标，若采用双线性变换公式和投影变换公式，则需量测 8 个框标。【35】解析内定向：用平面相似变换，将像片架坐标变换为以像主点为原点的框标坐标系坐标【36】解析内定向步骤：（1）获取框标点的理论坐标（2）用合适的变换模型（3）建立误差方程（4）建立法方程并解算（5）由变换参数计算像点坐标 【37】单像空间后方交会：用影像覆盖范围内的控制点的空间坐标与影像坐标，据共线条件方程，反
13、求该影像的外方位元素。思想：以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内控制点的已知地面坐标和相应点的像坐标量测值出发，据共线方程，解求该影像在航空摄影时刻的外方位元素。（需 3 个平高）【38】后方交会计算过程：（1）获取已知数据：摄影比例尺，航高，内方位元素，控制点的空间坐标（2）量测控制点的像点坐标并进行必要的影像坐标系统误差改正，得到像点坐标（3）确定未知数的初始值（4）计算旋转矩阵 R（5）逐点计算像点坐标的近视值（6）逐点计算误差方程式的系数和常数项，组成误差方程式（7）计算法方程的系数矩阵 ATA 与常数项ATL，组成法方程式（8）解求外方位元素（9）检查计算是否收敛。若，的改正数
14、小于限差，迭代结束，否则用新的近似值重复计算，直到满足要求为止。第三章 双像立体测图【1】单眼能够判别最小物体的能力称单眼分辨力：用单眼所能观察出的两点间的最小距离称为第一分辨力。用单眼所能观察出的两平行线间的最小距离称为第二分辨力【2】人造立体视觉：因远近不同而形成的交会角的差异，便在人的两眼中产生了生理视差，得到立体视觉。而通过观测立体像对得到地物景物立体影像的立体感觉称为人造立体视觉。【3】立体像对：由不同摄站获取的，具有一定影像重叠的两张像片。【4】观察人造立体的条件：（1）像对条件：立体像对，分别在左右两位置对同一物体拍摄的影像（2）分像条件：双眼必须保持分别只能对一张像片观察（3）
15、平行条件：两影像上同名像点连线与眼基线大致平行（4）尺度条件：两影像的比例尺应接近（差别15%）【5】用航摄像片进行立体观察的条件是：（1）从两个摄站对同一物体拍摄的立体像对（2）一只眼睛只看一张像片（3）眼基线与摄影基线大致平行【6】立体视模型：双眼观察立体像对所构成的立体模型 【7】立体效应：（1）正立体效应：将左方摄影站获得的像片 P1 放在左方，用左眼观察，右摄影站摄得的像片 P2 放在右方，用右眼观察，立体效果与实物相似（2）反立体效应：左方摄影站获得的像片 P1 放在右方，用右眼观察，右摄影站摄得的像片 P2 放在左方，用左眼观察，由于生理视差改变了符号，观察到的立体影像的立体远近
16、恰好与实物相反（3）零立体效应：将正立体情况下的两张像片，在各自的平面内按同一方向旋转 90，使像片上纵横坐标互换了方向。像片上原来的纵坐标 y 轴转到与基线平行，生理视差变为像片的 y 方向的视差，因而失去了立体感。【8】像对的立体观察：（1）立体镜观察法（2）叠映影像立体观察法（3）双目镜观测光路的立体观察法：双筒望远镜观察，每个望远镜相平面有一固定测标，像片可在两个相互垂直方向上共同移动。可对左右影像自由调焦，亮度调节和旋转，观测放大倍率可调，提高效能。【9】立体镜观察法：（1）桥式立体镜：在一桥架上安置两个相同的简单透镜，两透镜光轴平行，间距约为眼间距，高度等于透镜焦距。结构简单，基线
17、太短不能观察大像幅航摄相片（2）反光立体镜：在左右光路中个加一对反光镜。结构复杂。扩大眼间距，高程比例尺夸大，增强立体感，提高两侧精度（3）互补色法：在投影器中加入互补色滤光片。双眼分别带上同色镜片。可观察到白底灰色的地面立体模型，暗室作业劳动强度大。【10】叠映影像立体观察法：（1）光闸法：两投影光路中安装一光闸，一个打开一个关闭，双眼带上与投影器光闸同步的闪闭眼镜，光亮度损失小，振动和噪声影响作业（2）偏振法：两投影光路安装两块偏振平面互成 90的起偏镜，左右偏振平面相互垂直 【11】相对定向元素：描述立体像对两张像片相对位置和姿态关系的参数【12】立体相对定向：通过左右像片上同名像点位于
18、同一核面的几何条件，恢复摄影时相邻两影像摄影光束的相互关系，使同名光线对对相交。（依据数学方程是共面条件方程，需 5 对同名点，完成的标志是上下视差 q 为 0）【13】模型点上下视差：立体像对同名光线与立体模型表面相交，交点在 y 方向上的坐标差。【14】相对定向方法：（1）单独像对像对定向：用两幅影像的角元素运动实现相对定向，其定向元素为（1，1，2，2，2）（2）连续像相对定向：以左影像为基准，用右影像的直线运动和角运动实现相对定向，定向元素为（By，Bz，2，2，2）。多用（3）带模型连接条件的连续法相对定向元素：u，v，【15】常数项几何意义：q 为相当于像空间辅助坐标系中一对理想像
19、对上同名像点的上下视差 当一个立体像对完成相对定向，q0。反之，立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交。【16】相对定向元素计算：（1）获取已知数据 x0,y0,f（2）确定相对定向元素的初值，都为 0（3）由相对定向元素计算像空间辅助坐标 X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2（4）计算误差方程式的系数和常数项（5）解法方程，求相对定向元素改正数（6）计算相对定向元素的新值（7）判断迭代是否收敛 【17】核面：过摄影基线 S1S2 与任一物方点 A 所作的平面 Wa 称为通过 A 的核面。通过像主点的核面称为主核面。【18】核线：立体像对中，同名光线与摄影基线所组成的核面与左右像片的交线【19
20、】（1）摄影基线：相邻两摄站的连线（2）同名核线：核面与左右像片面的交线（3）同名像点：同名光线在左右像片上的构像（4）同名光线：同一地面点发出的两条光线（5）基高比：摄影基线与航高的比值（越大，高程定位精度越高）【20】（1）理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平的立体像对（2）正直像对：相邻两像片水平、摄影基线不水平的立体像对（3）竖直像对：相邻两像片不水平、摄影基线不水平的立体像对 【21】立体像对空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法。数学模型：（1）点投影系数的空间前方交会（2）共线方程严密解法：严格，不受影像数约束，
21、不需要空间坐标的初值。【22】点投影系数法前方交会步骤：（1）获取已知数据 x0,y0,f,XS1,YS1,ZS1,j1,w1,k1,XS2,YS2,ZS2,j2,w2,k2（2）量测像点坐标 x1,y1,x2,y2（3）由外方位线元素计算基线分量 BX,BY,BZ（4）由外方位角元素计算像空间辅助坐标 X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2（5）计算点投影系数 N1,N2（6）计算地面坐标 XA,YA,ZA 【23】共线方程法前方交会步骤：（1）获取已知数据 x0,y0,f,XS1,YS1,ZS1,j1,w1,k1,XS2,YS2,ZS2,j2,w2,k2（2）量测像点坐标 x1,y1,x2,y
22、2（3）给定地面坐标的初始值 XA0,YA0,ZA0（4）形成误差方程 a11,a12,a13,a21,a22,a23 及常数项（5）建立法方程并求解地面坐标增量 DX,DY,DZ（6）计算地面坐标 XA,YA,ZA（7）判断迭代是否收敛 【24】绝对定向元素：描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数【25】绝对定向：通过将相对定向模型进行缩放、平移和旋转，使其达到绝对位置【26】绝对定向元素计算：（1）获取控制点的两套坐标 Xp,Yp,Zp,Xtp,Ytp,Ztp（2）给定绝对定向元素的初值：三个角、线旋转参数为 0，缩放参数为 1（3）计算重心化坐标（4）计算误差方程式的系数和常数项（
23、5）解法方程，求绝对定向元素改正数（6）计算绝对定向元素的新值（7）判断迭代是否收敛 【27】重心化目的：（1）减少模型点坐标在计算过程中的有效位数，以保证计算的精度（2）使法方程的系数简化，个别项数值变为零，以提高计算速度 【28】待定点加密的方法：（1）后方交会-前方交会解法：先用控制点的物方空间坐标与像坐标由单像空间后方交会求出左、右影像外方位元素，再据待定同名点的像点坐标与外方为元素，利用空间前方交会方法求出待定点的物方空间坐标。（2）相对定向-绝对定向解法：先通过解求立体像对的相对定向元素，按前方交会方法计算的到模型点的空间辅助坐标以后，再由绝对定向参数求得待定点的物方空间坐标。（3
24、）光束法严密解法：先分别求出两幅影像的外方为元素然后再作前方交会，再将参数与物方空间点坐标在一个整体内进行，理论较为严密。光束法严密解法【29】光束法：有左、右两幅影像的 12 个外方位元素未知数，对每一个待定点则引入三个空间坐标未知数。每一对同名点可列出 4 个误差方程式，因此至少需要 3 个控制点才能确定平差的基准。设在一个立体像对中含有 4 个控制点，n 个待定点，则需解求（12+3n）个未知数，而误差方程式个数为（16+4n）。【30】三种解法比较：（1）前后：前交的结果依赖于空间后方交会的精度，前交过程中没有充分利用多余条件进行平差计算。应用于已知影像的外方位元素、需确定少量的待定点
25、坐标时采用。需 3 个平高，且前方交会求取地面点坐标精度取决于后方交会所解算的外方位元素的精度。（2）内外：最后的点位精度取决于相对定向和绝对定向的精度，用这种方法的解算结果不能严格表达一幅影像的外方为元素；2 个平高+1 个高程。在航带法解析空中三角测量中应用（3）光束：理论最严密、精度最高，待定点的坐标是完全按最小二乘法原理解求出来的。2个平高+1 个高程。该方法在光线束法解析空中三角测量中应用。第四章 解析空中三角测量【1】解析空中三角测量：据航摄像片上所量测的像点坐标和必要的用以确定平差基准的非摄影测量信息测定所摄目标地区未知点的物方空间坐标。分类：（1）按数学模型：航带法、独立模型法
26、、光束法。（2）平差范围大小：单模型法、单航带法和区域网法。【2】模型连接构造自由航带网三种方法：带模型连接条件的连续法相对定向，归化系数法，三维空间相似变换。【3】解析的意义：（1）不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状（2）可快速地在大范围内同时进行点位测定，以节省野外测量工作量（3）不受通视条件限制（4）摄影测量平差是，区域内部精度均匀，且不受区域大小限制。【4】目的：（1）为测绘地形图提供定向控制点和像片定向参数（2）测定大范围内界址点的统一坐标（3）单元模型中大量地面点坐标的计算（4）解析近景摄影测量和非地形摄影测量【5】应用：（1）为 4D 产品生产提供定向控制点和影像定向参数（
27、2）进行三、四等或等外三角测量的点位测定（3）测定大范围内界址点的统一坐标，即用于地籍测量（4）单元模型中大量地面点坐标的计算（5）解析近景摄影测量和非地形摄影测量。【6】解析空中三角测量所必需的信息：（1）摄影测量信息：像片上量测的控制点、定向点、连接点及待求点等等的像点坐标，或在建立的立体模型上量测的上述各类点的模型坐标。（2）非摄影测量信息：指将空中三角测量网纳入到规定物方坐标系所必须的基准信息。从联合平差意义上讲，还包括直接的大地测量观测值、导航数据所提供的影像外方位元素以及物方点之间存在的相对控制条件等。【7】影像连接点类型：人工转刺点，仪器转刺点，标志点，明显地物点，数字影像匹配转
28、点【8】航摄像片系统误差，像点坐标系统误差：（1）摄影材料的变形：内定向矫正（2）摄影物镜畸变：物镜畸变差改正系数改正（3）大气折光：用不同高度的大气折射率改正（4）地球曲率：在物方空间或像方空间改正 【9】航带法空中三角测量：通过相对定向和模型连接先建立自由航带法、以点在该航带中的摄影测量坐标为观测值，通过非线性多项式中变换参数的确定，使自由网纳入所要求的地面坐标系，并使公共点上不符值的平方和为最小。【10】主要思想：把许多立体像对构成的单个模型连结成航带模型，将航带模型视为单元模型进行解析处理，通过消除航带模型中累积的系统误差，将航带模型整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的地面坐标。【
29、11】工作流程：（1）像点坐标的量测和系统误差预改正（2）立体像对的相对定向（3）模型连接构建自由航带网（4）航带模型的绝对定向（5）航带模型的非线性改正：一次多项式，二次正形变换多项式（6）加密点坐标计算【12】不足：在构建自由航带时，以前一步计算结果作为下一步计算的依据，所以误差累积得快，甚至偶然误差也会产生二次和的累积作用。【13】航带法区域网平差：基本思想：（1）按照单航带法构成自由航带网（2）用本航带的控制点及与上一航带的公共点进行三维空间相似变换，将整区各航线纳入统一的坐标系中（3）同时解求各航带非线性变形改正系数（4）计算各加密点坐标 【14】独立模型法区域网空中三角测量：先通过
30、相对定向建立起单元模型，以模型点坐标为观测值，通过单元模型在空间的相似变换，使之纳入到规定的地面坐标系，并使模型连接点上残差的平方和为最小。【15】基本思想：把一个单元模型视为刚体，利用各单元模型彼此间的公共点连成一个区域，每个单元模型只能作平移、缩放、旋转，这样的要求只有通过单元模型的三维线性变换完成。变换过程中要使模型间公共点的坐标尽可能一致，控制点的摄测坐标应与其地面摄测坐标尽可能一致，观测值改正数的平方和为最小，在满足这些条件的情况下，按最小二乘法原理求得待定点的地面摄测坐标。【16】基本步骤：（1）求出各单元模型中模型点的坐标，包括摄站点坐标（2）用相邻模型之间的公共点和所在模型中的
31、控制点，对每个模型各自进行空间相似变换，列出误差方程式及法方程式（3）建立全区域的改化法方程式，并按循环分块法求解，求得每个模型的 7 个参数（4）由已经求得的每个模型的 7 个参数，计算每个模型中待定点的坐标。若为相邻模型的公共点，则取其平均值作为最后结果。【17】光束法区域网空中三角测量：基本思想：以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使像片之间的公共光线实现最佳的交会，将整个区域最佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标和像片的外方位元素。【18】作业流程：（1）获取像片内方位元素、像点坐标和地面控制点
32、坐标（2）确定像片外方位元素和加密点地面坐标的近视值（可利用航带法获得）（3）逐点建立误差方程式并法化（4）建立改化法方程式 5）采用循环分块法求解改化法方程（6）求出每张像片的外方位元素（7）计算加密点的三维空间坐标 【19】带状法方程系数矩阵带宽：矩阵的主对角线元素沿某行(列)到最远非零元素间所包含未知数个数【20】改化法方程：用矩阵运算消除法方程中一类或几类未知数而保留某一类未知数的法方程【21】三种区域网平差方法的比较：（1）数学模型：航：航带坐标的非线性多项式改正公式。独：单元模型空间相似变换公式。光：共线条件方程式（2）观测值：航：自由航带中各点的摄影测量坐标。独：计算的或量测的模
33、型坐标。光：每幅影像的像点坐标（3）平差单元：航：航带。独：独立模型。光：单个光束（3）严密性：航：不严密。独：较严密（如果能顾及模型坐标之间的相关特性，该方法就与光束法一样严密）。光：严密（4）精度：航：低。独：较高（均为真正观测值的函数）。光：高（因为使用的观测值是真正的观测值），但若光束法的系统误差没有得到很好的补偿，则三种方法的精度也就没有显著的差异（5）速度：快，较快，慢（6）未知数个数：少，较多，多（7）是否需要未知数初始值：航：不需要。独：不需要。光：需要（由于共线方程所描述的像点坐标与各未知参数的关系是非线性的，因此必须建立误差方程式和提供各未知数初始值）（8）是否可以平面高程
34、分开处理：航，独：可以。光：不可以，只能是三维网平差（9）应用：航：为严密平差提供初始值和小比例尺低精度点位加密。光：高精度的解析空中三角测量，点位测定 【22】可靠性：（1）内部可靠性：从理论上研究平差系统可发现、区分不同模型误差的能力（2）外部可靠性：从理论上研究不可发现的模型误差对平差结果的影响。【23】可靠性矩阵 QvvP 是降秩矩阵，描述观测值的可靠性，秩等于平差系统多余观测数，第i 个对角线元素称第 i 个观测值的多余观测分量，范围是0,1。【24】Qxx 为精度矩阵：评定平差的理论精度【25】接受域与拒绝域：当标准化残差 wi 落入接受域，接受原假设。当标准化残差 wi 落入拒绝
35、域，拒绝原假设【26】粗差：是人为等因素引起的误差，具有偶然性，但在数值上比偶然误差大得多。【27】粗差检测方法：（1）将粗差视为函数模型的一部分（2）将粗差视为随机模型的一部分（3）从改正数绝对值总和最小出发的线性规划法。前两种都属于最小二乘法。【28】统计检验方法：将含粗差观测值视为与其他观测值具有相同方差、不同期望的正态母体之子样。通过最小二乘平差求出观测值残差的统计量，在给定的显著性水平进行假设检验，以判断观测值是否包含粗差【29】选权迭代法：将粗差视为来自期望为零、方差很大的正态母体之子样。通过最小二乘平差的验后方差估计求出观测值的验后方差，根据经典的权与观测值的方差成反比的定义给予
36、它一个相应小的权进行下步迭代平差，以实现粗差定位。【30】解析摄影测量精度评定方法：（1）理论精度：从理论上进行分析，把待定点的坐标改正数视为随机变量，在最小二乘平差计算中，求出坐标改正数的方差协方差矩阵。（2）实际精度：用大量野外实测控制点作为多余检查点，将平差计算所得该点坐标与野外实测坐标比较，其差值视为真误差，由这些真误差计算出点位坐标精度。【31】区域网平差的精度分布规律：区域网空中三角测量的精度最弱点位于区域的四周，而不在区域的中央。因此，平面控制点应当布设在区域的四周，才能起到控制精度的作用。当控制点稀疏分布时，区域网的理论精度会随着区域的增大而降低，但若增大旁向重叠，则可以提高区
37、域网平差坐标的理论精度。高程理论精度取决于控制点间的跨度而与区域大小无关。【32】三种方法的精度分析：当密集周边布点时，区域网的理论精度对与航带法而言小于一条航带的测点精度；对于独立模型而言相当于一个单元模型的测点精度；而光束法区域网的理论精度不随区域大小而改变，是一个常数；【33】解析空中三角测量控制点布设的原则：（1）平面控制点应采用周边布点（2）高程控制点应布成锁形（3）信噪比较大时，光束法区域网平差可用附加参数的自检校平差来补偿影像系统误差（4）区域网平差中可用来代替地面控制点的非摄影测量观测值主要是导航数据，如 GPS 定位系统提供的摄站坐标（5）为提高区域网可靠性，控制点可布成点组
38、（6）不增加控制点的情况下，扩大平差区域范围，可提高加密精度和可靠性。【34】系统误差：由于某种物理原因造成的有一定规律而不可避免的误差。来源：（1）摄影机的系统误差，如物镜畸变差、软片压平误差（2）不同的暗匣带来不同的系统误差（3）摄影飞机带来的系统误差（4）底片变形（5）大气折光（6）地球曲率（7）观测设备及观测员本身的系统误差。【35】补偿系统误差的方法：（1）试验场检校法：直接补偿法，由大量地面控制点求得补偿系统误差的参数，在保证摄影测量条件不变的情况下，用这组参数来补偿和改正实际区域网平差中的系统误差。（2）验后补偿法：不改变原来的平差程序，而通过对平差后残差大小及方向的分析推算影像
39、系统误差的大小及特征。在观测值上引入系统误差改正。用改正后的影像坐标重新计算，改善平差结果（3）自检校法：见下面（4）自抵消法：对同一测区进行相互垂直的两次航摄飞行，航向与旁向重叠均为 60%，获得同一测区的四组摄影测量数据。将这四组数据同时进行区域网平差，此时各组数据之间的系统变形将会相互抵消或减弱，使系统误差成了“偶然误差”。【36】自检校光束法去往平差：将若干附加参数的构成系统误差模型与光束法区域网平差模型组成基础误差方程，在解求影像定向参数与加密点坐标未知数的同时解求这些附加参数，从而在平差过程中自检定和消除系统误差的摄影测量区域网平差方法。【37】联合平差：将原始的大地测量观测值、一
40、般的控制信息和相对控制条件与摄影测量观测值一起进行区域网平差，以取代地面控制点。【38】GPS 辅助空中三角测量：利用安装在航摄飞机上与航摄仪相连的 GPS 接收机连续观测GPS 卫星信号、获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，经 GPS 载波相位测量定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，将其视为带权观测值引入摄影测量区域网平差中，经采用统一的数学模型整体确定并对其质量进行评定。【39】目的：大量减少甚至完全消除地面控制点，以节省野外控制测量工作量、缩短航测成图周期、降低生产成本、提高生产效率【40】作业过程：（1）现行航空摄影系统改造及偏心测定（2）带 GPS 信号接收机的
41、航空摄影，获取 GPS 载波相位观测量和航摄仪曝光时刻（3）解求 GPS 摄站坐标（4）GPS 摄站坐标与摄影测量数据的联合平差，以确定目标点位并评定其质量 【41】误差方程：在自检校光束法区域网平差基础上顾及投影中心与机载 GPS 天线相位中心几何关系所得到的一个基础方程【42】法方程：镶边带状矩阵,但边宽加大了,而其良好稀疏带状结构并没有破坏。因此可用传统的边法化边消元的循环分块解法求解 【42】在线空中三角测量：用计算机的高速运算和联机操作控制的优点，把像点坐标的量测与最小二乘平差计算放在同一个环节中进行，一边观测，一边运算。【43】自动空中三角测量：用模式识别和多像影像匹配等方法代替人
42、工在影像上自动选点与转点，自动获取像点坐标，提供给区域网平差程序解算，以确定加密点在选定坐标系中的空间位置和影像的定向参数。【44】自动的作业过程：（1）构建区域网（2）自动内定向（3）自动选点与自动相对定向（4）多影像匹配自动转点（5）控制点的半自动量测（6）摄影测量区域网平差 【45】POS 辅助全自动空中三角测量：将 POS（GPS/IMU）数据视为带权观测值引入摄影测量区域网平差，整体解算地面目标点坐标和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。【46】POS 系统：用安装于飞机上与航摄仪相连接的 POS 系统连续观测 GPS 卫星信号、同时测定航空摄影瞬间航摄仪的位置和姿态
43、，经 GPS 载波相位测量动态定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标及影像的姿态角，将其视为带权观测值引入光束法区域网平差中，用统一的数学模型确定地面目标点为和像片外方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。【47】POS 系统组成：（1）惯性测量装置（IMU）（2）GPS 接收机：GPS 系统由一系列GPS 导航卫星和 GPS 接收机组成。采用载波相位差分的 GPS 动态定位技术解求 GPS 天线相位中心位置。（3）计算机系统（PCS）（4）数据后处理软件【48】POS 系统与航空摄影系统的集成方法：（1）将 POS 系统和航摄仪集成在一起，通过GPS 载波相位差分定
44、位获取航摄仪的位置参数及惯性测量单元 IMU 测定航摄仪的姿态参数，可直接获得每张像片的外方位元素，能大大减少乃至无需地面控制直接进行航空影像的空间地理定位。（2）直接对地定位系统由惯性测量装置、航摄仪、机载 GPS 接收机和地面基准站GPS 接收机 4 部分构成，需保证在航空摄影过程中前三者间的相对位置关系不变。（3）航摄仪、GPS 天线和 IMU 三者之间的空间坐标变换可通过坐标变换实现。【49】POS 数据进行直接传感器定向：在已知 GPS 天线相位中心、IMU 及航摄仪三者之间空间关系的前提下，直接对 POS 系统获取的 GPS 天线相位中心的空间坐标及 IMU 系统获取的侧滚角、俯仰
45、角、航偏角处理，获取航空影像曝光瞬间的摄站中心三维空间坐标及其航摄仪三个姿态角，在无地面控制条件下恢复航空摄影。优：不需进行空中三角测量、不需地面控制点。缺：缺少了多余观测，结果可靠性不强。对几何模型考虑简单，能达到的精度难以满足大比例尺测图（除需测定 GPS 天线相位中心与相机投影中心三个偏心分量（GPS 相位中心与相机投影中心位置偏移）外，还需对 IMU 于相机坐标轴间的视准轴误差（IMU 坐标轴与相机坐标轴旋转偏角）进行校正）【50】POS 数据进行集成传感器定向：当 GPS、IMU 与航摄仪三者之间的空间关系位置时，要有适当数量的地面控制点，通过将 DGPS/IMU 系统获取的三维空间
46、坐标与 3 个姿态数据作为空三的附加观测值参与区域网平差，而高精度获取每张航片的外方位元素，可大幅度减少地面控制点数量。优：容错能力强，定向结果精确。不需预先的系统校正，大大减少控制点数目。缺：需进行空中三角测量和加密点量测。【51】POS 系统对地定位的主要误差源：（1）传感器位置：传感器的放置要符合使检校误差对传感器间偏移改正的影响最小传感器之间不能有任何微小移动（2）时间同步：很难实现实时的 DGPS/IMU 组合导航系统。最跟本的问题是很难做到同步使用 GPS 和 IMU 数据【52】（1）初始校正：确定惯性系统从本体系转换到当地面水平系的旋转矩阵。两个阶段：粗校正和精确校正。粗校正是
47、用传感器的原始输出数据和只考虑地球旋转及重力场假设模型估计姿态参数。精确校正是考虑到低精度的惯性系统不能在静态环境中校正，引入飞机运动来获取更高的对准精度（2）系统检校：直接传感器定向先应布设理想的检校场，进行严格的系统检校，保证测定的定向参数有很高的精度。集成传感器定向无须布设检校场，但需根据测图精度要求，在全区布设一定数量地面控制点，进行像点坐标量测和空三解算，才能获得摄影瞬间像片的外方位元素。【53】POS 航空摄影测量流程（1）先由 POS 系统得到像片的 6 个外方位元素。当地面没有控制点时，直接用前方交会获得地面点坐标，当有控制点时，先用共线方程对 POS 系统获得的外方位元素检校，消除系统误差，再用前方交会。（2）量测像点坐标 x1,y1,x2,y2（2）根据外方位元素计算基线分量 Bx，By，Bz（3）根据 POS 提供的外方位元素角元素计算像空间辅助坐标 X1，Y1，Z1，X2，Y2，Z2（4）计算点投影系数 N1，N2（5）得到地面点的三维坐标 Xa，Ya，Za（同点投影系数法）【54】恢复影像空中姿态方法：单片空间后方交会，先相对定向再绝对定向，POS 系统直接获取外方位元素